有源精密检波电路的分析

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有源精密检波电路的分析 [复制链接]

       50Hz交流采样信号V1被送到R1,R2,D1,U的5，6，7脚所组成的有源精密检波器的反相输入端6脚。采用有源精密检波器的目的是确保从该检波器输出端得到信号的幅值总是与输入到检波器的正弦波信号的幅度是保持着严格的一致性的，以消除一般二极管检波器在小信号输入时可能产生的非线性失真。


电路的工作原理可简述如下：


        当V1处于正弦波的负半波时，将会从反相放大器U的7脚输出具有正弦波的正半波特性的控制信号V3。当V3的幅度较大时，二极管D1处于正向导通状态。一旦D1导通就会在U的输出端7脚和反相端6脚之间形成典型的负反馈电路。


在此条件下，所产生的具有正值特性的信号V3的幅值将与输入的正弦波信号V1的幅值保持严格的线性关系：


V3 = - ( R2 + rD ) / R1 * V1   rD代表二极管D1的正向导通电阻。


因为rD远远小于R2和R1，且R1 = R2 。所以V3 = -V1。


        在此条件下，如果发生正弦波输入信号V1的幅值过小而使得出现在U的输出端7脚上的控制信号V3的幅度不足以确保二极管处于导通状态（即V3小于二极管的正向压降Vf）时，表面上看起来，此时会使D1进入截止状态。但是，这样的情况是不会发生的，因为一旦D1进入截止状态，它将会切断U放大器组成的负反馈电路。这种变化将会使这个放大器的放大系数从上述正常值变成运算放大器本身的开环放大系数GoL(20万倍左右)。如果将二极管D1进入线性检波区的管压降取为0.7V的值，这就意味着只要出现在放大器反相端的V2的幅度达到3.5*10^-6V左右，就可使上述精密检波器进入线性检波工作范围。


  当U工作于负反馈电路时，由于虚短的原故，V2会被钳位为0V。


        当输入正弦波信号V1进入正半波时，由于出现在放大器输出端7脚的信号V3具有负值特性，迫使二极管D1截止。由于D1截止，使得运放工作在开环非线性区，运放一旦工作在非线性区时，输入端将不再存在虚短现象。所以V2不再是0V，而是具有正弦波的正半波特性的控制信号，并且通过电阻R2送到V4，与之前输入负半波所产生的V4信号进行叠加。波形如图中所示。